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【中山大學】采用荷蘭Chemtrix微通道反應器進行連續流反應教學實驗 2021-12-31

背景介紹

現代化工業發展以綠色可持續為前提,減少三廢的排放,提高能量轉換率,加快再生資源的開發。而傳統的釜式反應由于傳質傳熱的限制,實時在線監測不精準等缺點,難于滿足現代工業發展的高要求,致使環境污染嚴重。連續流反應器術從根本上克服了傳統釜式反應的不足,近年發展迅速。


英國,美國等多數工業發達國家正在逐步將傳統的釜式反應器轉變為連續流反應器,而且許多著名企業已經成功應用連續流工藝進行生產,如輝瑞、惠氏、羅氏制藥、諾華制藥、帝斯曼集團,英國的阿斯利康公司等。


目前該技術日趨成熟,未來化工行業的趨勢,企業需要大量相關有連續流背景的技術人員,因此多所世界著名高校將連續流化學單獨開設課程,如蘇黎世聯邦理工學院化工學院、卡迪夫大學、華盛頓大學、根特大學、美國東北大學化學院、普渡大學、赫爾大學、馬斯特里赫特大學等。


目前中山大學將微通道反應技術教學課程加到化學化工教學課程中(本科、研究生教學),旨在加強學生對連續流技術的理解和技術推廣,配置多套實驗室用途的微通道反應器+一套中試設備。學生分組進行微通道實驗(4-5人一組,采用labtrix start進行教學方法手冊中的試驗)、老師操作中試生產設備(采用kiloflow做同一實驗)。對比試驗條件、結果和相關數據,可以驗證微通道反應無放大效應,并且操作過程安全、自動化控制,讓學生真正能體會到流動化學的魅力所在。

圖1 中山大學連續流教學現場圖片

圖2 中山大學Kiloflow微通道中試反應器圖片


Labtrix Start連續流微反應器用于教學演示的優點

Labtrix Start 連續流微反應器現已在多個高校用于教學演示,其配置包括:溫度控制器,兩個泵,一個反應器支架,多個反應器芯片, “Micro Reaction technology on Organic Synthesis”教科書一本,教學方法一套及流動化學計算軟件一套。


Labtrix  Start 連續流微反應器用于教學演示可以有助于學生理解連續流動化學技術,培訓學生操作連續流反應器技能,及培養學生開發新型流動化學反應的能力。Labtrix  Start 連續流微反應器用于教學演示具有以下優點:


設備體積小巧:如圖3,系統共分為4部分,每個部分尺寸均約為20cm×10cm×10cm(長×寬×高)。

圖3 Labtrix Start連續流微反應器整套設備


反應直觀:反應器芯片是透明玻璃材質,流體流動及反應過程清晰可見。


圖4 隨反應進行反應器芯片中液體顏色逐漸加深



反應時間短:保留時間1.2 s-100min,每天可完成20-30組不同的實驗條件篩選或動力學曲線繪制。


圖5 不同溫度下的動力學曲線

反應多樣性:不同規格反應器芯片有2-5個試劑入口,可實現多步反應。


圖6 反應器芯片示意圖


應用條件范圍廣:系統適用于-20℃至+195℃,20bar壓力下的反應條件,可安全演示危險反應及快速強放熱反應,如硝化反應,疊氮化反應,丁基鋰反應等。


操作簡單:實驗過程中溫度,壓力設置可通過數字鍵盤或旋鈕簡單設置,而且Chemtrix.B.V公司配套有相關教學方法手冊以及流動化學計算軟件,可幫助學生快速理解轉換泵速及停留時間的關系,提高實驗效率。


連續流反應器高校用戶評論

荷蘭南方大學應用多套Labtrix Start 連續流反應器應用于微反應器技術實驗教學和早期實驗條件摸索。Gino van Strydonck教授說 “在南方大學,我們希望學生學習、接觸最先進的實驗技術、設備。我們建立了微反應器實驗室,選用Labtrix Start用于微反應器實驗教學和優化、篩選反應條件。 ”

比利時根特大學實驗室有一套Labtrix Start連續流反應器和一套KiloFlow微通道反應器,用于早期方法研究和放大實驗。Stevens教授說:“是時候讓學生接觸連續流技術,并讓他們實際操作,領悟連續流技術帶來的變革,這樣,他們一旦進入工廠,可以將新的技術應用于生產”。


公司簡介

作為荷蘭Chemtrix微通道反應器(適合液液氣液快速反應),英國AM連續多級攪拌反應器(適合氣液固多相慢反應),瑞典SpinChem旋轉床反應器(酶催化,固定化酶,催化劑需要回收的反應),澳大利亞CSIRO催化劑固定化連續反應器(適合催化劑固定的連續流反應),比利時Creaflow光催化反應器(氣液固光催化反應),英國C-Tech電化學連續反應器,英國Nitech連續結晶器,德國CINC連續萃取分離器,英國AWL連續過濾器在中國區的獨家代理商和技術服務商,深圳市一正科技有限公司為廣大高校和企業提供連續合成、在線萃取、連續結晶、在線過濾干燥、在線分析等整套連續工藝解決方案。

公司與復旦大學、南京大學、中山大學、華東理工大學、南京工業大學、浙江工業大學、河北工業大學等高校研究機構合作成立微通道連續流化學聯合實驗室,致力于推動連續流工藝在有機合成、精細化工、制藥行業、能源材料、食品飲料等領域的應用,合作實驗室可以為客戶的傳統間歇釜式工藝在連續流工藝上的轉變提供工藝驗證、連續流工藝開發工作,促進制藥及精細化工企業由傳統間歇工藝向綠色、安全、快速、經濟的連續工藝轉變。

公司與荷蘭Chemtrix B.V.在浙江臺州、江蘇南京合作組建了連續流微通道工業化應用技術中心(以下簡稱“工業化技術中心”),旨在打造集連續流微通道工藝開發、中試試驗、工業化驗證、技術交流于一體的綜合性連續流微通道應用技術服務中心,以為廣大生物醫藥企業、化工類企業提供專業、完善的智能化連續流工藝整套系統解決方案及一流的技術服務方案。


公司網址:www.waleadeyemi.com

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